厚壁筒形件热拉深成形数值模拟及工艺研究

采用有限元软件DEFORM-3D对厚壁筒形件热拉深工艺进行模拟,优化了预制坯、凸模结构,设计了合理的变形过程。在10 MN液压机上进行了工艺试验,将试验结果与模拟结果进行了对比分析。结果表明:凸、凹模间隙是影响筒体锻件尺寸及操作难易程度的重要参数,间隙值应为1.5~1.6倍预制坯法兰边缘厚度,间隙太小导致脱模困难,间隙太大导致锻件变形。     

铝合金L型件压缩变形行为研究

通过对铝合金L型件的压缩过程进行数值模拟,分析了坯料形状对压缩过程中金属的变形行为的影响.结果表明,坯料的形状规格对压缩变形中的金属流动行为影响较大,随着高径比的增加,变形不均匀性增加,坯料出于塑性区的范围变大,坯料外凸变形趋势增大,坯料内孔(内边)压缩变形后的金属变形流动行为的复杂程度也随之增大,为更好地对7075铝合金的L型件压缩变形行为进行研究提供了理论依据.     

大型弯刀板锻件热锻成形仿真及工艺分析

针对大型弯刀板类锻件的高温自由锻工艺进行了研究分析,通过Deform-3D软件模拟了预制不等厚板坯成形弯刀板锻件的锻造过程,分析了成形过程中不同工艺参数对弯刀板锻件成形曲率的影响。同时,将再结晶模型和损伤累积模型集成到模拟过程中,预测了锻件内部的晶粒组织演化和损伤行为。结果表明：弯刀板锻件成形后的曲率半径/板宽比会随着预制坯内外侧厚度比和终锻进砧/板厚比的增大而增大,随着终锻料宽/板厚比的增大而减小。根据模拟结果,建立了各工艺参数与成形后弯刀板锻件曲率半径之间的预估关系。该工艺有利于提高材料利用率,改善锻件内部晶粒组织,并控制损伤开裂的发生。     

基于数值模拟的大型厚壁锥环成形工艺优化

为了实现某大型厚壁锥环锻件的整体成形,采用热模拟试验研究了锥环材料的热变形行为,建立了材料的高温本构方程。以此方程作为材料模型,对锥环的塑性成形过程进行了数值模拟,优化了制坯工艺参数。数值模拟结果表明,综合优化后的坯料可以实现一次成形锥环锻件,显著提高成形质量和生产效率。该研究对提高大型厚壁锥环锻件的生产具有重要指导意义。     

高强铝合金复杂锻件等温可分凹模精密模锻成形工艺研究

以某高强铝合金复杂锻件为研究对象,通过锻件工艺性分析,选用了等温可分凹模模锻精密成形工艺作为其制备工艺,采用热力耦合有限元分析方法对新成形工艺的终成形、预成形、拍扁等3个工序进行了模拟分析。终成形模拟结果表明:具有基本几何特征的预制坯成形后在多个位置形成折叠。通过平面应变有限元模拟获得了这些折叠产生的机理,给出了可分凹模模锻工艺中复杂锻件预制坯设计的基本原则,并优化了预制坯几何外形。工艺试验结果表明,采用修改后的预制坯和新成形工艺制备的锻件无缺陷,其尺寸精度、表面粗糙度等质量指标优于传统开式模锻件。     

基于Deform的筒形件冷挤压数值模拟分析

长径比大且壁厚较薄的筒形件,采用常规锻造一次成形无法满足其变形程度大的要求。基于此,本文提出了二次成形的锻造工艺,首先对坯料热锻获得预制坯,而后对预制坯料进行冷挤压,仅小部分变形。本文模拟了筒形件锻件的冷挤压变形规律,并优化了其工艺参数。结果表明,凸模与凹模间距最小处以及坯料与凹模初始接触部位容易产生应力集中,入模角11°～13°为最佳工艺参数。     

锥形环锻件预轧坯设计方法研究

锥形环锻件是一种典型的异形截面环件。在轴向高度、锥角和体积相等的情况下,不同壁厚的锥形环锻件水平横截面积分布差异很大,所以利用锥形毛坯直接轧制成形锥形环锻件将十分困难。以典型的大高度锥形环锻件为实例,在考虑轧制稳定性、轴向金属体积流动等工艺条件的基础上,利用增大锥形环锻件大端壁厚的方法对锥形环锻件预轧件进行了设计。以有限元模拟软件Abaqus为平台,对锥形环锻件的轧制过程进行了模拟,模拟结果表明:锥形环锻件预轧件设计方法是合理的。     

铝合金控制臂多向挤压制坯及模锻成形工艺

提出了采用多向挤压工艺为复杂枝权类控制臂锻件成形锻造预制坯。选取典型的复杂铝合金控制臂锻件,通过有限元模拟分析,研究了多向挤压成形过程中毛坯温度、材料流动速度、流线及挤压成形力和模锻成形过程中的温度分布及模具充填情况。模拟结果表明:当坯料成形温度为540℃、模具加热保温至200℃时,挤压后两枝权温度为520℃,枝权头部温度约为480℃,无须进行二次加热。模锻成形材料变形均匀,模具充填效果好,飞边较小,表明挤压制坯与锻造型腔较好匹配。最后,通过多向液压机对模拟进行了验证,结果表明,多向挤压制坯成形工艺可以获得高质量的控制臂锻件预制坯,该工艺具有可行性。     

预制坯对航空类铝合金H型锻件截面组织流线的影响

针对航空类铝合金H型锻件成形过程出现的穿流、变形不均匀等缺陷,以Deform软件为平台,研究不同筋部高宽比预制坯对铝合金H型锻件成形过程中金属流线及晶粒尺寸的影响。研究结果表明,预制坯高宽比越小,锻件出现穿流缺陷越严重;预制坯高宽比越大,锻件出现穿流的几率越小,但锻件截面晶粒尺寸分布越不均匀。     

基于锻坯的大型外凹形截面环件成形研究

针对大型外凹槽型环件成形上的困难,根据异形截面的环锻件毛坯尺寸设计三大原则和方法,设计出合理的锻坯尺寸及形状,进一步设计出比较合理的模具。并基于SIMUFACT软件建立了径轴向轧环机三维数值仿真模型,对大型异形环件一个生产周期内的环件轧制过程进行了数值模拟,揭示了环件热辗扩过程中等效应变场、温度场、辗扩力以及金属流动特性的规律。仿真计算结果表明,采用计算机模拟环件的成形过程,可用于模具改造、锻坯设计以及轧制工艺的优化,建立起一种大型外凹槽截面环件稳定轧制模型。     

铝合金圆环压缩过程中的分流行为

利用有限元方法对不同圆环压缩过程中的分流行为进行模拟研究,揭示铝合金圆环压缩过程中分流行为的产生机理,并利用罗德系数、J_2应力偏量不变量等特征量对成形机理进行分析.结果表明:外侧施压时,随着高径比增大,难变形区明显扩大,向内侧流动的金属量逐渐减少,分流面位置明显左移;内侧施压时,随着摩擦因子增大,塑性区内应变类型由均一压缩类变为3种共存,此时向内侧流动的金属量增大,其流动分界面相对右移.     

6061铝合金低温快速流变行为的研究

采用圆柱体试样，在Gleeble-1500型动态热模拟试验机上进行低温快速压缩试验，研究了6061铝合金低温下快速变形的流变行为，并分析了其变形组织。结果表明，6061铝合金的流变应力随变形温度升高而降低，随应变速率提高而增大；在高应变速率下，发生了不连续动态再结晶；温升强烈地受变形程度的影响；低温快速变形可获得晶粒细小的组织。     

Compression behaviour of semisolid YL112 die casting aluminium alloy following isothermal heat treatment

Abstract

The semisolid compression deformation behaviour of YL112 die casting aluminium alloy with the non-dendritic and dendritic structures has been compared in tests using a Gleeble-1500 thermomechanical simulator. The non-dendritic structure was obtained by isothermal treatment at 570°C for 120 min. In tests up to compressive strains of 0·8, the semisolid compression stress of the alloy with non-dendritic structure initially increases rapidly with increasing strain, then decreases, before reaching a plateau value. Under different deformation temperatures and deformation rates, the maximum compressive stresses are obtained in all cases at strain values of ～0·07. The semisolid deformation stress decreases with increasing deformation temperature and increases with increasing deformation rate. The compression behaviour of the two types of alloy differs. The semisolid compression stress of the alloy with dendritic structure is higher than that of the alloy with non-dendritic structure; and for strains >0·07, the semisolid compression stress increases and decreases with increasing strain for alloys with dendritic and non-dendritic structures respectively.     

DEFORMATION BEHAVIOR OF AA6063 ALUMINIUM ALLOY AFTER REMOVING FRICTION EFFECT UNDER HOT WORKING CONDITIONS

The hot deformation behavior of AA6063 aluminium alloy has been investigated by means of compression tests at temperatures between 400 and 520℃, and strain rates ranging from 2.5 to 10 s^-1. Owing to the barreling, the theoretical model on the basis of Hills general method is used to calculate the flow stress of a cylindrical specimen under uniaxial simple compression so as to consider the friction effect at the die-specimen interface. A method of evaluating the friction coefficient by combining compression tests with the finite element method is presented. The real flow behavior of AA6063 aluminium alloy can be described with sinh-Arrhenius equation. The hot deformation activation energy Q derived from the corrected stress and strain data is 232. 350 kJ/mol.     

DYNAMIC RECOVERY AND DYNAMIC RECRYSTALLIZATION OF 7005 ALUMINIUM ALLOY DURING HOT COMPRESSION

1.IntrottionItiswellknownthatworkhardeninganddynathecsofteningbehavescontradictorilydur-lughotworkingofmaterials.DislocationgenerationandintersectionsOfdislocationsduringI)lasticdeformationleadstoworkhardening,WhilesofteningismainlysuPPliedbydynamoicrecoveryand/ordynamicrecrystallization,whichresultsfromcoalescence,annihilationandreconstmctionofdislocationsbycross--slipandclilnhwiththeaidofaPPliedstressandthermal..ti.ati..Lll2}.However,completeannihilationofdislocationsreqUirescross--slipa…     

AA7005铝合金的热加工变形特性

研究了AA7005合金高温压缩变形时的流变应力、动态回复与再结晶以变形组织变化特征。合金稳态变形时,应变速度、温度和流变应力之间满足包含热激活材料常数的Arrhenius项的双曲正弦关系,变形过程为受位错增殖和相互销毁速率控制的热激活过程,螺型位错的交滑移和刃型位错的攀移为主要动态回复机制。动态回复时,形成典型的变形亚晶组织,亚晶尺寸随1nZ的减小而增大。高温低速变形条件下,合金发生局部几何动态再结晶,流变曲线呈现连续下降的特征,形成与原始纤维组织不同的细小等轴大角度再结晶晶粒。     

7075铝合金热压缩变形道次间软化规律研究

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,研究了7075铝合金两道次热压缩变形道次间的软化规律。结果表明,在热压缩变形道次间保温停歇之后,流变应力出现明显的软化现象,保温停歇时间越长,合金软化率越高;变形及停歇保持温度越高,合金软化越严重。     

7075铝合金热压缩变形流变应力

在Gleeble-1500热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对7075铝合金在高温压缩变形中的流变应力行为进行了研究。结果表明,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大;可用Zener-Hollomon参数的指数形式来描述7075铝合金高温压缩变莆时的流变应力行为。     

Deformation behavior in the compression process of L-shaped aluminum alloy components

In order to discover the deformation mechanism in compression, L-shaped components of aluminum alloy are taken as specimen to investigate the influence of metal flow and deformation behavior in the forming process. Research results show that when the sectional shape is fixed, the range of plastic zone in the deformation body is expanded with the increase of the height of the billet. In addition, the deformation billet has a tendency to change from convexity both inside and outside to convexity inside outside and concavity outside inside, and the complexity degree of deformation also increases. Flow interface in the deformation body deviates along the radial direction to the inside billet gradually. Moreover, when the height of billet is a constant, the flow interface disappears and the metal on the deformation billet has an outflow tendency entirely. The results agree with the numerical simulation through experiments verification.